摘要：为了研究焊接参数对光纤激光焊接熔深和熔宽的影响，采用2 kW光纤激光器对780MPa高强钢板进行了焊接。研究了离焦量、焊接速度、脉冲频率和峰值功率占比对熔深和熔宽的影响，并对不同的焊接速度得到的焊缝组织进行了光学显微镜、SEM和硬度分析。研究表明，在离焦量范围为-5~+1mm时，随着离焦量的增加，熔深的变化不大，熔宽逐渐减小；焊接速度小于150mm/min的情况下，熔深和熔宽与焊接速度成反比，而与焊接结合速度成正比；方形波或三角形波激光焊接时，脉冲频率对熔深和熔宽的影响很小。在方形波脉冲激光焊接时，影响焊接熔深的主要因素是暂载率而不是脉冲频率。经研究确定焊缝金属中存在柱状贝氏体（BC）组织。

关键词：光纤激光焊接；离焦量；焊接速度；结合速度；脉冲频率；方形波；三角形波；焊接熔深

由于激光焊接具有加热面积小、热输入量低、焊接效率高、焊接质量高、焊接质量稳定[1]、非接触加工、加工柔性好及不受环境的影响[2]等特点，被广泛用于汽车和电子行业制造行业，并逐步向能源电力、航天航空及造船行业等深入。在未来的焊接技术发展领域，激光焊接将显示其强大的生命力。

光纤激光在1990年问世以来[3]，到目前为止，其输出功率已达到100kW。由于光纤激光具有光束质量好、与CO2激光相比波长短、免维护、运行成本低及加工柔性高[4]等特点，在先进制造技术领域得到了快速发展。

本试验采用了2kW光纤激光焊接系统，对780MPa高强钢进行焊接，研究了激光连续输出和脉冲输出时的焊接参数对焊接性能的影响。

1　实验过程

1.1　光纤激光焊接系统

光纤激光焊接系统的焊接头部分照片如图1所示。该系统由2kW光纤激光器、6轴联动机器人、配套水冷机、传输光纤及激光焊接头等组成。激光焊接头准直镜焦长为100 mm、聚焦镜焦长为200 mm，传输光纤芯径为150 μm。由此激光束的焦点直径约为0.3mm。为防反射光的危害，焊接时激光的入射角度为6°。